高中生物新课标人教版必修一5.3《ATP的主要来源──细胞呼吸》课件

(共41张PPT)
生命活动的直接能源物质是 ,其产生途径有 .
ATP
呼吸作用和光合作用
ATP的主要来源— 细胞呼吸
本节聚焦
1． 什么是细胞呼吸 它与ATP的形成有什么关系
2． 有氧呼吸与无氧呼吸各什么特点？
3．细胞呼吸原理在生产和生活中有哪些应用
1、细胞呼吸的概念
细胞呼吸是指 在细胞内,经过由酶催化的一系列 ，生成 或其他产物，释放出 并生成 的过程。
有机物
氧化分解
二氧化碳
能量
ATP
一、细胞呼吸的方式
细胞呼吸一定需要氧气吗？
2、探究酵母菌呼吸的方式
酵母菌是一种 。在有氧气和无氧气的条件下都能生存，属于 型生物。通过定性测定酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸的产物，可以确定酵母菌细胞呼吸的方式。
兼性厌氧
单细胞真菌
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验材料
——酵母菌
酵母菌是异养兼性厌氧型生物，培养时必须提供有机物。
课本P91
酵母菌培养液
配制成
＋ 葡萄糖溶液
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验原理
酵母菌通过细胞呼吸可产生酒精。
酵母菌通过细胞呼吸可产生二氧化碳。
课本P91
澄清石灰水和或溴麝香草酚蓝水溶液可用于检测CO2。
溶有重铬酸钾的浓硫酸可用于检测酒精。
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验假设：
提出问题：
实验方案设计：
酵母菌在什么条件下使葡萄糖发酵产生酒精
酵母菌在不同条件下产生的CO2是否一样多
酵母菌在无氧条件下使葡萄糖发酵产生酒精
酵母菌在不同条件下产生的CO2不一样， 有氧呼吸比无氧呼吸多
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验方案设计：
控制有氧和无氧的条件
鉴定酒精产生的方法
鉴定CO2产生的方法
比较CO2多少的方法
保证酵母菌在整个实验过程中正常生活的方法
——通气或密封瓶口放置一段时间
——酸性条件下酒精与重铬酸钾溶液进行反应
——通入石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液
——石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液颜色变化时间
——葡萄糖溶液培养、适宜的温度、pH、空气
自变量
因变量
无关变量
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验现象：
实验结论：
有氧装置中，第三个锥形瓶：
石灰水混浊程度高
溴麝香草酚蓝变色时间短
无氧装置中，第二个锥形瓶：
酵母菌滤液：
加入重铬酸钾，颜色仍为橙色
石灰水混浊程度低
溴麝香草酚蓝变色时间长
酵母菌滤液：
加入重铬酸钾，颜色变为灰绿色
在无氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
在有氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
有氧呼吸是细胞在有氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。
二、有氧呼吸
2、过程：
3、反应式：
4、概念：
1、主要场所：
线粒体
发生场所：
反应条件：
物质变化：
能量去向：
氧气、呼吸酶
有机物彻底分解成无机物
ATP和热能
细胞质基质、线粒体（主要）
（三个阶段）
二、有氧呼吸
4、小结：
三、无氧呼吸
1、过程：
2、反应式：
3、概念：
细胞在缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把糖类等有机物分解成尚未彻底氧化的产物，同时释放出少量能量，生成少量ATP的过程。
三、无氧呼吸
发生场所：
反应条件：
物质变化：
能量去向：
缺氧或无氧、酶
有机物不彻底分解
ATP和热
细胞质基质
（只在第一阶段）
4、小结：
四、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
相同点
场所
条件
产物
能量
变化
联系
实质
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
需分子氧、酶
不需分子氧、需酶
CO2、H2O
酒精和CO2或乳酸
释放大量能量，合成38ATP
释放少量能量，合成
2ATP
从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同
分解有机物，释放能量，合成ATP
1、为生物体的生命活动提供能量。
2、为体内其他化合物的合成提供
原料。——如丙酮酸
五、细胞呼吸的意义与应用
意 义
应 用
阅读“学案”第五部分，讨论并回答
细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的枢纽，细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。
1.发酵技术
2.农业生产
3.粮食储藏和果蔬保鲜
4.运动与损伤护理
五、细胞呼吸的意义与应用
应 用
拓展:通过本节学习，你能否总结出哪些条件会影响细胞呼吸的速率？
温度
O2浓度
CO2浓度
细胞的含水量
呼吸酶的活性
拉瓦锡(A．L．Lavoisier)的研究
体外：
物质
热能
+ O2
燃烧
有机物
能量
+ O2
分解
体内：
CO2 +H2O+
细胞呼吸
问题探论：
I．呼吸作用与物质的燃烧有什么异同点
不同点：物质的体外燃烧——高温、反应剧烈、能量迅速全部释放。物质的体内分解—— ？
相同点：都能分解物质，释放能量。
无机物+
2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？
不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻
底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来，
细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。
问题探讨
3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放
能量吗？
4. 呼吸作用和呼吸有什么不同？
细胞内
+ 有机物
+ 水
二氧
化碳
能 量
细胞呼吸（化学本质）
多细胞动物的呼吸现象和细胞呼吸
氧气
氧气
呼吸（物理现象）
呼吸器官
血液循环
血液循环
呼吸器官
二氧
化碳
气体运输
+
1、种子入仓储存前一半要晒干或烘干，现有含水量为（1）10％、（2）12％、（3）14％、（4）16％的四种小麦种子，分别贮存于条件相同的4个粮仓中。在贮存过程中，种子中的有机物损耗最少的是（ ）
A．（1） B．（2） C．（3） D．（4）
2、蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件为（ ）
A．低温、干燥、低氧 B．低温、湿度适中、低氧
C．高温、干燥、高氧 D．高温、湿度适中、高氧
A
A
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
单细胞真菌属真核生物
实验材料
——酵母菌
细胞壁 细胞膜 细胞核 细胞质
有氧呼吸装置：
无氧呼吸装置：
10％NaOH溶液
吸收通入空气中的CO2
（避免影响产生的CO2含量的结果）
葡萄糖溶液＋酵母菌
（培养酵母菌）
第一个 锥形瓶：
第二个 锥形瓶：
第三个 锥形瓶：
澄清的石灰水 或者
根据混浊程度进行比较CO2的产生量
橡皮球、气泵
（保持通入空气）
葡萄糖溶液＋酵母菌
封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接
（使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境）
第一个 锥形瓶：
第二个 锥形瓶：
溴麝香草酚蓝水溶液
蓝 绿 黄，根据溶液颜色的变化时间长短比较
澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液
根据混浊程度、颜色的变化时间进行比较CO2的产生量
酵母菌培养液的滤液 ＋ 溶有重铬酸钾的浓硫酸（橙色）
（灰绿色）
（橙色）
实验开始：A装置（35°C)
实验开始：B装置（35°C)
实验进行3小时
A装置（35°C)
B装置（35°C)
实验进行3小时
A装置（35°C) B装置（35°C)
溴麝香草酚蓝水溶液遇CO2的变色过程
A装置
用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精
溶有重铬酸钾的浓硫酸
+ A装置的酵母菌滤液
+ B装置的酵母菌滤液
灰绿色
不变灰绿色
线粒体的结构示意图
外膜
内膜
基质
嵴
葡萄糖
C6H12O6
C3H4O3
C3H4O3
丙酮酸
[ H ]
H2O
O2
O2
CO2
[ H ]
O2
H2O
少量ATP
少量ATP
大量ATP
细胞质基质
酶
O2
线
粒
体
第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所
反应物
生成物
产生ATP数量
是否需氧
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
葡萄糖
丙酮酸和[H]
少量
否
有氧呼吸的三个阶段
丙酮酸和水
CO2和[H]
少量
否
[H]和 O2
H2O
大量
是
特点：反应条件温和，多步反应，逐步放能。
请计算有氧呼吸的能量转换效率：
1mol的葡萄糖彻底氧化分解，共释放2870kJ
1161kJ储存在ATP
40.5％
1709kJ以热量散失
59.5％
能使多少个ADP转化为ATP？
38mol
葡萄糖
C6H12O6
C3H4O3
C3H4O3
丙酮酸
[ H ]
ATP
O2
酒精
C2H5OH
酶1
C3H6O3
乳酸
酶2
CO2
酶
细胞质基质
第一阶段 第二阶段
场所
反应物
生成物
产生ATP数量
是否需氧
细胞质基质
细胞质基质
葡萄糖
丙酮酸和[H]
少量
否
无氧呼吸的两个阶段
丙酮酸
酒精+CO2
无
否
特点：反应条件温和，分步反应，逐步放能。
请计算无氧呼吸的能量转换效率：
1mol的葡萄糖不彻底氧化分解生成乳酸，共释放196.65kJ
61.08kJ储存在ATP
31.1％
135.57kJ以热量散失
68.9％
乳酸
能使多少个ADP转化为ATP？
2mol
无氧呼吸总反应式
C6H12O6
酶
2 C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
C6H12O6
2 C2H5OH(酒精)
+ 2CO2 + 少量能量
酶
例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）
例：大多数植物、酵母菌
同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？
发酵
微生物的无氧呼吸
（酒精发酵、乳酸发酵）
无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中
葡萄糖
丙酮酸
有氧
从细胞质进入线粒体
无氧
CO2+H2O+能量（大量）
C2H5OH（酒精）+CO2+能量（少量）
C3H6O3（乳酸）+能量（少量）
生物有氧呼吸和无氧呼吸的比较
细胞质
细胞呼吸原理的应用
细胞呼吸原理的应用
缺氧的情况下，植物组织进行无氧呼吸，产生酒精，不利其生长。
细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，对粮食储藏和果蔬保鲜来说，又要设法减少细胞呼吸，尽可能减少有机物的消耗。
细胞呼吸原理的应用
细胞呼吸原理的应用
有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。
无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量，会引起人有肌肉酸胀乏力的感觉。
细胞呼吸原理的应用
缺氧的情况下，厌氧病菌大量繁殖，不利于伤口痊愈。